Soal Mesin Carnot | PUSAT ILMU

Soal Mesin Carnot (Panas)

1. Soal
Sebuah mesin kalor melaksanakan kerja 400 J dalam siklusnya memiliki efisiensi 25 %. Energi yang diambil dari reservoir gerah ialah (SBMPTN 2014)
A. 1200 J
B. 1300 J
C. 1400 J
D. 1500 J
E. 1600 J
Pembahasan
Efisiensi 25 %=0,25
W= 400 J

$\eta =\frac{W}{Q_{1}}$

$Q_{1} =\frac{W}{\eta}=\frac{400}{0,25}=1600\, Joule$
Jawaban E
2. Soal
Suatu mesin Carnot dengan efisiensi 60% dioperasikan antara 2 reservoir kalor, reservoir kalor bersuhu rendah $27^{\circ }C$ . semoga mesin Carnot tersebut daya gunanya menjadi 80 %, maka dibutuhkan kenaikan suhu reservoir kalor bersuhu tinggi sebesar? (UMPTN 2001)
A. 50 K
B. 150 K
C. 250 K
D. 500 K
E. 750 K
Pembahasan
Suhu reservoir rendah
$T_{2}=27^{\circ }C=300\, K$
$\eta =1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$
$T_{1}=\frac{T_{2}}{1-\eta }=\frac{300}{1-0,6}=750\, K$
$T_{1}'=\frac{T_{2}}{1-\eta' }=\frac{300}{1-0,8}=1500\, K$
$\Delta T=T_{1}'-T_{1}=1500-750=750\, K$
Jawaban E
3. Soal
Suatu mesin Carnot memiliki efisiensi 30% dengan temperatur reservoir suhu tinggi sebesar 750 K. Agar efisiensi mesin naik menjadi 50 % maka temperatur reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi?
A. 1050 K
B. 1000 K
C. 950 K
D. 900 K
E. 850 K
Pembahasan
Suhu resevoir tinggi
$T_{1}=750\, K$
$\eta =0,3$
$\eta' =0,5$
Suhu pada resevoir rendah dijaga tetap
$T_{2}=T_{2}'$

$T_{1}'=\frac{1-\eta }{1-\eta' }T_{1}$
$T_{1}'=\left (\frac{1-0,3 }{1-0,5} \right )\times 750=1050\, K$
Jawaban A